Keupayaan bahan logam untuk menahan lekukan permukaan oleh objek keras dipanggil kekerasan. Mengikut kaedah ujian dan skop aplikasi yang berbeza, kekerasan boleh dibahagikan kepada kekerasan Brinell, kekerasan Rockwell, kekerasan Vickers, kekerasan Shore, kekerasan mikro dan kekerasan suhu tinggi. Terdapat tiga kekerasan yang biasa digunakan untuk paip: kekerasan Brinell, Rockwell dan Vickers.
A. Kekerasan Brinell (HB)
Gunakan bola keluli atau bola karbida berdiameter tertentu untuk menekan permukaan sampel dengan daya ujian yang ditentukan (F). Selepas masa pegangan yang ditentukan, tanggalkan daya ujian dan ukur diameter lekukan (L) pada permukaan sampel. Nilai kekerasan Brinell ialah hasil bahagi yang diperoleh dengan membahagikan daya ujian dengan luas permukaan sfera lekukan. Dinyatakan dalam HBS (bola keluli), unitnya ialah N/mm2 (MPa).
Formula pengiraannya ialah:
Dalam formula: F–daya ujian yang ditekan ke permukaan sampel logam, N;
D–Diameter bebola keluli untuk ujian, mm;
d–diameter purata lekukan, mm.
Pengukuran kekerasan Brinell adalah lebih tepat dan boleh dipercayai, tetapi secara amnya HBS hanya sesuai untuk bahan logam di bawah 450N/mm2 (MPa), dan tidak sesuai untuk keluli yang lebih keras atau plat yang lebih nipis. Antara piawaian paip keluli, kekerasan Brinell adalah yang paling banyak digunakan. Diameter lekukan d sering digunakan untuk menyatakan kekerasan bahan, yang intuitif dan mudah.
Contoh: 120HBS10/1000130: Ini bermakna nilai kekerasan Brinell yang diukur dengan menggunakan bola keluli berdiameter 10mm di bawah daya ujian 1000Kgf (9.807KN) selama 30 saat (saat) ialah 120N/mm2 (MPa).
B. Kekerasan Rockwell (HR)
Ujian kekerasan Rockwell, seperti ujian kekerasan Brinell, adalah kaedah ujian lekukan. Perbezaannya ialah ia mengukur kedalaman lekukan. Iaitu, di bawah tindakan berjujukan daya ujian awal (Fo) dan jumlah daya ujian (F), lekukan (kon atau bola keluli kilang keluli) ditekan ke dalam permukaan sampel. Selepas masa pegangan yang ditentukan, daya utama dikeluarkan. Daya ujian, gunakan peningkatan kedalaman lekukan baki yang diukur (e) untuk mengira nilai kekerasan. Nilainya ialah nombor tanpa nama, diwakili oleh simbol HR, dan skala yang digunakan termasuk 9 skala, termasuk A, B, C, D, E, F, G, H, dan K. Antaranya, skala yang biasa digunakan untuk ujian kekerasan keluli secara amnya ialah A, B, dan C, iaitu HRA, HRB, dan HRC.
Nilai kekerasan dikira menggunakan formula berikut:
Apabila menguji dengan skala A dan C, HR=100-e
Apabila menguji dengan skala B, HR=130-e
Dalam formula, e – peningkatan kedalaman lekukan baki dinyatakan dalam unit 0.002mm yang ditentukan, iaitu, apabila anjakan paksi indenter adalah satu unit (0.002mm), ia bersamaan dengan perubahan kekerasan Rockwell sebanyak satu nombor. Lebih besar nilai e, lebih rendah kekerasan logam, dan sebaliknya.
Skop yang berkenaan bagi tiga skala di atas adalah seperti berikut:
HRA (indentor kon berlian) 20-88
HRC (indentor kon berlian) 20-70
HRB (indentor bola keluli diameter 1.588mm) 20-100
Ujian kekerasan Rockwell merupakan kaedah yang digunakan secara meluas pada masa ini, antaranya HRC digunakan dalam piawaian paip keluli yang kedua selepas kekerasan Brinell HB. Kekerasan Rockwell boleh digunakan untuk mengukur bahan logam daripada sangat lembut hingga sangat keras. Ia menebus kekurangan kaedah Brinell. Ia lebih mudah daripada kaedah Brinell dan nilai kekerasan boleh dibaca terus dari dail mesin kekerasan. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh lekukannya yang kecil, nilai kekerasan tidak setepat kaedah Brinell.
C. Kekerasan Vickers (HV)
Ujian kekerasan Vickers juga merupakan kaedah ujian lekukan. Ia menekan lekukan berlian piramid segi empat sama dengan sudut 1360 di antara permukaan bertentangan ke dalam permukaan ujian pada daya ujian yang dipilih (F), dan menanggalkannya selepas masa pegangan yang ditentukan. Daya, ukur panjang dua pepenjuru lekukan.
Nilai kekerasan Vickers ialah hasil bahagi daya ujian dibahagikan dengan luas permukaan lekukan. Formula pengiraannya ialah:
Dalam formula: simbol kekerasan HV–Vickers, N/mm2 (MPa);
Daya ujian-F, N;
d–purata aritmetik bagi dua pepenjuru lekukan, mm.
Daya ujian F yang digunakan dalam kekerasan Vickers ialah 5 (49.03), 10 (98.07), 20 (196.1), 30 (294.2), 50 (490.3), 100 (980.7) Kgf (N) dan enam aras lain. Nilai kekerasan boleh diukur dalam julat 5~1000HV.
Contoh kaedah ekspresi: 640HV30/20 bermaksud nilai kekerasan Vickers yang diukur dengan daya ujian 30Hgf (294.2N) selama 20S (saat) ialah 640N/mm2 (MPa).
Kaedah kekerasan Vickers boleh digunakan untuk menentukan kekerasan bahan logam dan lapisan permukaan yang sangat nipis. Ia mempunyai kelebihan utama kaedah Brinell dan Rockwell dan mengatasi kekurangan asasnya, tetapi ia tidak semudah kaedah Rockwell. Kaedah Vickers jarang digunakan dalam piawaian paip keluli.
Masa siaran: 03-Apr-2024
